Bor Karbür, sertlik olarak elmas ve kübik bor nitrürden sonra gelmekte olup, yüksek ergime sıcaklığına, iyi mekanik özelliklere ve düşük yoğunluğa sahip bir malzemedir. Kimyasal etkilere karşı dayanıklılığı yüksektir. Bu malzemelerin en büyük dezavantajı ise düşük kırılma tokluğuna sahip olmasıdır.
Yüksek miktarda bor içermesinden dolayı diğer bor bileşiklerinin imal edilmesinde önemli bir kaynak olmaktadır. Elmasa göre daha ekonomik olmasından ötürü aşındırıcı ve parlatıcı olarak kullanılır.
Bor karbür sert ve düşük yoğunluklu bir malzeme olmasına rağmen bazı özelliklerinden dolayı kullanımı sınırlanmıştır.
Bu özellikler;
- Gevrek kırılabilir bir malzeme olması,
- Kusursuz üniform malzeme edilmesindeki zorluklar,
- Üretiminin pahalı olması
- Seri üretime uygun olmaması,
- Karmaşık biçimde parçaların üretimine izin vermemesi gibi sebepler olarak sıralanabilir.
Bor Karbürün Fiziksel, Kimyasal ve Kristal Özellikleri
Bor karbürün bazı özellikleri aşağıda verilmiştir.
- Ergime sıcaklığı 2540 0C
- Kaynama noktası 3500 0C
- Sertliği 2900 – 3580 kg/mm2
- Young modülü 450 – 470 Gpa
- Kayma modülü 180 Gpa
- Havada oksidasyon sıcaklığı 8750 K’nın üzerindedir.
- Oda ısısında elektrik iletekenliği 140 Ω-1m-1
- Uzama katsayısı 5.0 x 10-6 / 0K
- Nükleer faaliyetler için termal nötron tutma kesiti 600 barn
Kimyasal Özellikleri
- Kimyasal olarak ne kararlı bileşiklerdendir.
- Standart oluşum entalpisi 9.3 ile 17.1 kcal / mol aralığındadır.
- Asit ve bazlarla reaksiyon gerçekleştirmesi kolay değildir. HF – H2SO4 ve HF – HNO3 karışımlarında çok uzun sürelerde yavaşça çözünüm gösterir.
- Sıcak ortamda HNO3 – H2SO4 – HclO4 gibi asitlerle oksitlenebilir.
- Küçük ebatlı Bor karbür tozları nemli havada ya da oksijen ile yavaşça oksitlenebilir.
- Kuru ve yaş hava ile yapılan oksidasyon çalışmaları oksidasyonun su buhuru olan ortamlarda 250 0C ve kuru ortamda 450 0C de başladığını göstermiştir.
- 600 0C de CI 800 0C de Br ile borhalid meydana getirmek üzere bor karbür reaksiyona girebilir.
- Metal oksitlerle yüksek ısılarda metal borür oluşum reaksiyonları gerçekleşir.
- 1000 0C den başlayarak B4C demir, titanyum, zirkonyum, nikel, alüminyum ve silikon gibi metallerle reaksiyona girerek borür ve karbürlerin meydana gelmesine neden olurlar.
- TiO2, SiO2 ve TiC gibi birçok seramik malzeme ile reaksiyona sokularak bor türevlerinin sentezinde B4C ana hammadde olarak kullanılır.
Bor Karbür Fiziksel Özellikleri
| Bor Karbürün Fiziksel Özellikleri | |
| Özellik | Değer |
| Yoğunluk, g/cm3 | 2.51 |
| Bor miktarı, % | 78.28 |
| Karbon miktarı, % | 21.72 |
| Ergime sıcaklığı, 0C (0F) | 2450 (4440) |
| Termal genleşme katsayısı 10-6/0C | |
| Oda sıcaklığından 500 0C’ye | 4.78 |
| 1000 0C’ye | 5.54 |
| 2000 0C’ye | 6.53 |
| Termal iletkenlik, W/m.K | |
| 27 0C’de | 28 |
| 975 0C’de | 16 |
| Young modülü, GPa (106 psi) | 445 (64.5) |
| Kayma modülü, GPa (106 psi) | 186.5 (27) |
| Bulk modülü, GPa (106 psi) | 254 (37) |
| Eğme mukavemeti, MPa (ksi) | |
| Oda sıcaklığında | 345 (50) |
| 650 0C’de | 290 (42) |
| Çekme mukavemeti, MPa (ksi) | |
| 980 0C’de | 155 (22.5) |
| Basma mukavemeti, Mpa (ksi) | 2855 (414) |
| Poisson oranı | 0.17 |
| Sertlik, kg/mm2 | |
| Knoop (100 gr yük ile) | 2800 |
| Knoop (1000 gr yük ile) | 2230 |
| Vickers | 3700 |
Bor Karbür Kullanım Alanları
- Nükleer reaktörlerde nötron absorblayıcı olarak,
- Bilgisayar diskleri,
- Medikal uygulamalar,
- Bisiklet gövdesi, golf sopası sapı gibi tüketici ürünleri,
- Aşınmaya dayanıklı kaplama malzemelerinde,
- Üfleme ve sprey memelerinde,
- Parlatma ve aşındırıcı olarak,
- Kesme işlerinde,
- Öğütme ve delme işlerinde,
- Yatak malzemesi kaplamalarında,
- Fırın parçalarında,
- Metal parça üzerine sert yüzey kaplama olarak kullanım şekli vardır.
Daha fazla malzeme ile ilgili bilgi edinmek için ” malzeme ” kategorisinde yer alan içeriklerimizi okuyabilirsiniz.
Bu Yazıyı Paylaş!